Технологические мероприятия по укреплению берегов. Поперечные профили береговой полосы. Конструкции набережных стенок

По архитектурным требованиям высоту набережной ограничивают 5-6 м, поэтому, когда по условиям береговой полосы или уровенного режима необходима более высокая стенка, переходят на двухъярусный поперечный профиль (рис. 6.11, в). Городские набережные ограждают парапетами, железобетонными или металлическими решетками. Высоту ограждений принимают в пределах 0,9-1 м. Поверхность набережных облицовывают из камней морозостойких и невыветривающихся пород, но иногда оставляют в бетоне, учитывая при этом требования эстетики берегоукрепления.

2. Конструкции набережных

Конструкции набережных — стенок можно разделить на два основных типа: гравитационные и свайные. Набережные первого типа проектируют в виде массивной подпорной стенки или уголковой, более легкой конструкции. По экономическим соображениям область их применения ограничена основаниями, сложенными из прочных пород, затрудняющих внедрение свай.

Свайные набережные располагают на любых основаниях, кроме скальных, но чаще их используют в грунтах песчаных или глинистых. Описываемые конструкции состоят из тонких подпорных стенок (больверков) и свайных ростверков. Безанкерные больверки являются простейшим типом вертикального крепления берега. Свободная их высота (расстояние от дна водоема до верха стенки) обычно не превышает 3-4 м. При использовании в конструкции экранирующих и разгружающих устройств свободная высота стенки на благоприятных грунтах основания может быть повышена до 4,5-6 м.

При такой высоте рационально использовать заанкерованные конструкции больверков, что объясняется возможностью появления деформации в безанкерные стенках, особенно при размещении рядом с ними транспортных путей.

Низкие свайные ростверки широко используют в конструкциях городских набережных на реках и каналах, обнажающихся при низких уровнях водоема практически по всей высоте. Свободная высота набережных такого типа не превышает 5 м.

Рис, 31. Конструкции берегоукрепления:1 — свайное поле; 2 — ростверк; 3 — вертикальная навесная панель; 4 — глухой парапет; 5 — монолитная стенка; 6 — дренаж; 7 — дренажный выпуск; 8 — каменная отмостка; 9 —песок; 10 — облицовка из камня; 11 — сборная стенка; 12 — илистые отложения; 13 — скальный грунт

Высокие свайные ростверки имеют много конструктивных разновидностей. Одна из наиболее распространенных показана на рис. 31, а. Ростверк, расположенный над горизонтом межени, устраивают без предварительного водоотлива, что объясняет широкое использование этой конструкции в городских набережных. Вертикальные усилия воспринимают сваи и шпунт, а горизонтальные — вертикальный навесной блок, являющийся одновременно ограждающей конструкцией.

Гравитационные стенки на естественном основании, изображенные на схемах б, в, устраивают, как правило, предусматривая предварительное возведение оградительных перемычек и водоотлива, что необходимо для выполнения строительных работ. В зоне водохранилищ такие стенки возводят до его заполнения водой или в период «сработки» уровня. Конструкции массивных монолитных бетонных и выложенных из камня (схема г) стенок применяют редко из-за того, что они не удовлетворяют современным требованиям индустриальности, но эти конструкции издавна использовали в портовом строительстве, речных и морских берегоукреплениях. Волноотбойные стенки устраивают обычно из массивного бетона с защищаемой от истирания лицевой гранью. Наружное очертание стенки принимают закругленной формы, обеспечивающей отбрасывание волновых всплесков в сторону моря.

Гравитационные стенки уголкового типа отличаются легкостью конструкции по сравнению с массивными (схемы д и e). Их удерживают в устойчивом состоянии преимущественно за счет массы грунтовой засыпки, прижимающей горизонтальную часть уголка.

Конструкцию берегоукрепления рассчитывают на устойчивость и прочность, учитывая постоянные и временные нагрузки и воздействия, руководствуясь рекомендациями СНиПа.

Рассмотренные выше конструкции свайных и гравитационных набережных-стенок естественно не исчерпывают все многообразие существующих, что объясняется разнообразием конкретных условий проектирования. Вместе с тем, они дают представление о принципиальных конструктивных решениях стенок, подробные сведения о которых изложены в специальной литературе и табл. 6.6.

 

Одежды откосных берегоукреплений

Одежды откосных берегоукреплений выбирают в зависимости от величины и характера внешних воздействий на откос: скорости течения у берегов, ледовые и волновые нагрузки. Наибольшим воздействиям подвержена зона переменного уровня, расположенная между ГМВ и границей наката волны на откос при расчетном ГВВ. В меньшей степени — подводная (ниже) и незатопляемая верхняя зона откоса.

Конструкция берегоукрепления состоит из покрытия (одежды) и основания (фильтрующей подготовки), уложенных на поверхность откоса устойчивого очертания. Основание делают из песчано-гравелистых грунтов в один, два или три слоя, а для сопряжения различных конструкций предусматривают упоры. Они одновременно служат для повышения устойчивости откосов, укрепления против сползания и предохранения от подмыва в подошве откоса.

Покрытие, как правило, выполняют из каменной наброски, из бетонных и железобетонных плит, иногда мощения (рис. 6.13), а на реках с кратковременными затоплениями и небольшими скоростями течения откосы укрепляют одерновкой или посевом трав. В качестве покрытия берегов на городских территориях широко используют железобетонные сборные плиты с отверстиями, которые заполняют камнем в подводной зоне откоса и землей с посевом трав выше ГМВ. Упором для плит могут служить сваи, забитые в грунт.

Рис. 32. Крепление откосов:

 

а — каменной наброской; б — мощением; в — железобетонными плитами: 1 — упор-понур; 2 — каменная наброска; 3 — фильтрующий слой основания; 4 — бортовой камень; 5 — каменное мощение одно или двухслойное; 6 — железобетонные плиты

Покрытия напорных откосов, работающих при постоянном или длительном за топлении, могут быть устроены из асфальтобетона и материалов на основе нефтепродуктов, хотя они в настоящее время не получили достаточно широкого применения.

Наряду с однородными по длине откоса креплениями проектируют неоднородные, учитывая при этом особенности условий работы соответствующих зон откоса. Так, например, в зоне наибольшего волнобоя напорных откосов устраивают покрытие из бетонных плит значительной толщины, которые укладывают на двух- или трехслойный обратный фильтр. За пределами этой зоны — выше или ниже — покрытие проектируют из каменного мощения или железобетонных плит меньшей толщины с основанием из фильтрующего слоя.

Конструкции набережных стенок.

Подпорные стены городских набережных

В городах, расположенных на берегах рек, каналов, озер или морей, возникает необходимость в укреплении берегов и оформлении береговой линии. Укрепление берегов производят для защиты от подмыва водой или морскими волнами, от размыва дождями и грунтовыми водами от повреждения льдом, а также для предохранения от сползания под действием транспорта, движущегося вдоль берегов.

Планировка и застройка прибрежных районов требуют придания береговой линии определенного очертания в плане, профиля и архитектурного оформления набережной.

Вдоль берегов нередко устраивают магистральные улицы, разбивают бульвары и парки. Набережные можно использовать и для причаливания судов, посадки и высадки пассажиров, а иногда и для погрузочно-разгрузочных работ.

В этих случаях им придают необходимое очертание в плане и профиле, а также устраивают пристани, сходы и съезды. Проектное очертание в плане береговой линии, соответствующей меженному уровню воды в реке или водоеме, называют линией регулирования набережной.

Линии регулирования определяют проектную ширину рек или каналов, а также контур берегов озер, морей и других водных пространств. Они должны быть увязаны с красными линиями застройки, планировкой проездов, площадей и зеленых насаждений, расположенных на берегах.

Для небольших рек и каналов линии регулирования желательно устраивать параллельными, чтобы ширина зеркала реки была примерно постоянной. С этой целью приходится производить планировку естественных береговых полос, срезать и подсыпать берега, а иногда и выпрямлять русло. При проектировании набережных необходимо учитывать существующие и перспективные подземные инженерные сети, а также мосты, плотины, шлюзы и т. д.

Виды и конструкции ограждающих стен

Виды и конструкции ограждающих стен набережных определяются рельефом берега, принятой планировкой застройки и проездов на берегах. В зависимости от рельефа берега набережная может быть одно или многоярусной. Одноярусные набережные устраивают при высоте стен над уровнем воды до 5-6 м.

Стены большей высоты имеют неэстетичный вид, и их лучше заменить двумя ярусами стенок или сочетанием подпорных стен с откосами. Нижний ярус таких набережных часто используют для пешеходного тротуара, а верхний - для проезда транспорта. Многоярусное окаймление берега обычно применяют при устройстве парковых набережных.

Подпорные стены набережных разделяют по очертанию поверхностей, ограничивающих берег и смываемых водой, на следующие виды: вертикальные, пологие, прямолинейного, ломаного или криволинейного очертания, полуоткосные (одевающие). Очертание поверхности подпорных стен выбирают в зависимости от архитектурно-планировочных условий и геологического строения берегов реки.

Наклонное очертание поверхности подпорных стен увеличивает зеркало воды во время паводков, а также улучшает видимость реки с берегов и зданий. Однако такие стены занимают в плане более широкую полосу, сокращая площадь живого сечения реки и у проездов по берегам.

Вертикальные стены имеют менее благоприятный внешний вид, но занимают меньше площади. Им придают небольшой наклон, составляющий 1/15-1/20. Пологие стены имеют большие уклоны.

Наружную поверхность стен часто облицовывают естественным камнем, что улучшает внешний вид конструкции и предохраняет ее от атмосферных воздействий, повреждений льдом и т. д. Сверху стены окаймляют карнизами и ограждают перилами (чаще всего металлическими) или каменным парапетом.

В настоящее время наибольшее распространение имеют набережные, выполненные в виде массивных бетонных (значительно реже каменных) или железобетонных подпорных стен различных типов. В ряде случаев для уширения проездов по набережным возводят специальные эстакады, расположенные вдоль русла реки и соединяемые с существующими подпорными стенами.

Реки и каналы небольшой ширины можно полностью перекрывать для устройства таких проездов.

Конструкция анкерных и шпунтовых стен

Подпорные стены в виде шпунта и другие типы тонких стен работают совместно с окружающим их грунтом. Простейшая шпунтовая подпорная стена состоит из одного ряда шпунтин, забитых в грунт на глубину не менее 4 м. Поверху такая стена снабжается мнолитным оголовком. Шпунтовые подпорные стенки находят применение при высоте засыпки обычно не более 4-5 м.

С целью облегчения работы шпунтовых стен на горизонтальное воздействие грунта их закрепляют анкерами в окружающем грунте или в другой конструкции. Анкеры могут быть закреплены в козловых опорах, устраиваемых в засыпке, в специальной анкерной плите, за фундаменты рядом расположенных зданий и сооружений.

В период эксплуатации стены грунт засыпки под действием собственного веса и временной нагрузки может оседать, что приводит к провисанию и смещению анкерных тяг, а также создает в стене нежелательные усилия. В связи с этим тяги иногда поддерживают специально забитыми сваями.

Шпунтовые стены высотой до 10-15 м устраивают с двумя ярусами анкеров. При этом нижняя часть подпорной стены выполнена из забитого шпунта, а верхняя - из сборных железобетонных панелей. Для уменьшения горизонтального давления, передаваемого от грунта на шпунтовые стены, помимо анкеров, применяют и другие конструктивные элементы. В частности, в засыпке может быть предусмотрена разгрузочная плита, расположенная на сваях или опертая на шпунт по аналогии с решением, применяемым в массивных подпорных стенах.

Давление грунта на стену может быть уменьшено улучшением свойств самого грунта или его армированием. Армирование грунта может осуществляться гибкими (например, полосами стеклоткани) или жесткими элементами (железобетонными плитами, рамами или коробками).

Анкерные подпорные стены могут быть не только шпунтовыми, но и другой конструкции. Так, например, подпорная стена в виде ребристых сборных железобетонных блоков, установленных на буровые сваи, в случае сложных грунтовых условий может быть закреплена оттяжками с грунтовыми анкерами по концам. Подпорная стена может не иметь жесткого сопряжения между вертикальными и фундаментными плитами, если она заанкеривается в грунте засыпки.

Рассмотренные выше типы шпунтовых и анкерных подпорных стен не исчерпывают многообразия возможных вариантов, которые могут применяться самостоятельно или в комбинации друг с другом.

Одежды откосных берегоукреплений.

Одежды откосных берегоукреплений выбирают в зависимости от величины и характера внешних воздействий на откос: скорости течения у берегов, ледовые и волновые нагрузки. Наибольшим воздействиям подвержена зона переменного уровня, расположенная между ГМВ и границей наката волны на откос при расчетном ГВВ. В меньшей степени — подводная (ниже) и незатопляемая верхняя зона откоса.

 

Конструкция берегоукрепления состоит из покрытия (одежды) и основания (фильтрующей подготовки), уложенных на поверхность откоса устойчивого очертания. Основание делают из песчано-гравелистых грунтов в один, два или три слоя, а для сопряжения различных конструкций предусматривают упоры. Они одновременно служат для повышения устойчивости откосов, укрепления против сползания и предохранения от подмыва в подошве откоса.

 

Покрытие, как правило, выполняют из каменной наброски, из бетонных и железобетонных плит, иногда мощения (рис. 6.13), а на реках с кратковременными затоплениями и небольшими скоростями течения откосы укрепляют одерновкой или посевом трав. В качестве покрытия берегов на городских территориях широко используют железобетонные сборные плиты с отверстиями, которые заполняют камнем в подводной зоне откоса и землей с посевом трав выше ГМВ. Упором для плит могут служить сваи, забитые в грунт.